인쇄 회로 기판(PCB)은 다양한 지점을 함께 연결하는 선과 패드가 있는 대부분의 최신 전자 장치 기판입니다. 작은 판자라도 생산 공정은 매우 복잡하고 섬세합니다. 여기에서는 사진과 비디오를 통해 PCB 제조 공정을 단계별로 소개합니다.
1 단계. PCB CAD 파일
PCB 생산의 첫 번째 단계는 PCB 레이아웃을 구성하고 확인하는 것입니다. PCB 제조업체는 각 CAD 소프트웨어에 고유한 파일 형식이 있으므로 PCB 설계 회사에서 CAD 파일을 가져와 통합 형식(Extended Gerber RS-274X 또는 Gerber X2)으로 변환합니다. 그런 다음 전자 엔지니어는 PCB 레이아웃이 제조 공정에 적합한지, 결함이 있는지 등을 확인합니다.
집에서 PCB를 만들 때 레이저 프린터로 PCB 레이아웃을 종이에 인쇄한 다음 복동층 압판으로 전사할 수 있습니다. 인쇄 과정에서 프린터는 잉크 부족과 중단점이 발생하기 쉽기 때문에 유성 펜으로 잉크를 수동으로 보충해야 합니다.
그러나 공장에서는 일반적으로 복사를 사용하여 PCB 레이아웃을 필름에 인쇄합니다. 다층 PCB인 경우 각 레이어의 인쇄된 레이아웃 필름이 순서대로 배열됩니다.
그런 다음 필름에 정렬 구멍이 뚫립니다. 구멍을 정렬하는 것은 매우 중요하며 PCB 재료의 레이어를 정렬하는 것이 필수적입니다.
2 단계. 제판
동판을 청소하십시오. 먼지가 있으면 최종 회로에 단락 또는 개방이 발생할 수 있습니다.
아래 그림은 8층 PCB의 예로, 실제로는 3개의 복동층 압판과 2개의 동막으로 구성된 다음 프리프레그와 함께 접착됩니다. 생산 순서는 중간 보드(레이어 4 및 5 회로)로 시작하여 연속적으로 쌓인 다음 고정합니다. 4층 PCB의 생산은 코어 보드와 두 개의 구리 필름을 포함하여 유사합니다.
3 단계. PCB 내부 레이어
먼저 중간 코어 보드의 2층 회로를 만듭니다. CCL을 청소한 후 표면은 감광성 필름으로 덮입니다. 필름은 빛에 의해 경화되어 동박에 보호막을 형성합니다.
2층 PCB 트레이스 필름과 이중층 복동층 압판을 상부 PCB 트레이스 필름에 삽입하여 상부 및 하부 PCB 트레이스 필름의 정확한 적층을 보장합니다.
기계는 UV 램프로 동박의 감광성 필름을 조사합니다. 투명 필름은 빛에 경화되고 여전히 경화된 감광성 필름이 없습니다. 경화된 필름 아래에 덮인 동박은 PCB 레이아웃에 필요하며 이는 수동 PCB의 레이저 프린터 잉크 역할과 동일합니다. 또한 검은색 필름으로 덮인 동박은 부식되고 경화된 투명 필름은 보존됩니다.
경화되지 않은 감광성 필름을 잿물로 헹구면 경화된 필름이 원하는 동박 회로를 덮습니다.
그런 다음 NaOH와 같은 강한 베이스를 사용하여 원치 않는 동박을 에칭합니다.
경화된 감광성 필름을 벗겨내어 원하는 PCB 레이아웃을 위해 동박을 노출시킵니다.
4 단계. 탑승 및 수표
코어 보드가 성공적으로 생산되었습니다. 그런 다음 다른 재료에 쉽게 접근할 수 있도록 정렬 구멍을 뚫습니다.
코어 보드는 다른 보드와 적층되면 수정할 수 없습니다. 따라서 PCB 검사는 매우 중요합니다. 기계는 오류를 찾기 위해 PCB 레이아웃과 자동으로 비교합니다.
PCB 보드의 처음 두 레이어가 제작되었습니다.
5 단계. 박판
여기에는 프리프레그라는 새로운 원료가 소개되는데, 이는 코어보드(PCB 레이어 > 4) 사이와 코어보드와 외부 동박 사이의 접착제이며 절연체 역할도 합니다.
하부 동박과 2층의 예비침출재는 배선 구멍과 하부 철판을 통해 미리 고정된 다음 완성된 코어 보드도 배선 구멍에 배치되고 마지막으로 두 겹의 예비 침출재, 한 층의 동박 및 한 층의 베어링 프레스 알루미늄 판이 코어 플레이트를 덮습니다.
작업 효율성을 높이기 위해 공장에서는 세 개의 서로 다른 PCB 보드를 함께 쌓아 고정합니다. 상부 철판은 자기적으로 끌어당겨 하부 철판과 쉽게 정렬할 수 있습니다. 포지셔닝 핀을 삽입하여 두 겹의 철판을 성공적으로 정렬한 후 기계는 철판 사이의 공간을 최대한 압축한 다음 못으로 고정합니다.
철판에 고정된 PCB 보드는 홀더에 놓인 다음 진공 열 프레스로 보내져 적층됩니다. 고온은 프리프레그의 에폭시를 녹이고 압력 하에서 코어와 동박을 함께 고정합니다.
접착 후 PCB를 누르는 상부 철판을 제거합니다. 그런 다음 압력을 견디는 알루미늄 판을 제거합니다. 알루미늄 판은 또한 PCB 외부 층에서 동박의 평탄도를 보장하기 위해 서로 다른 PCB를 분리하는 역할을 합니다. 마지막으로 이때 꺼낸 PCB는 매끄러운 동박으로 덮여 있습니다.
6 단계. 구멍 뚫기
그렇다면 서로 접촉하지 않는 PCB의 4겹 동박을 어떻게 연결합니까? 먼저 PCB에 관통 구멍을 만든 다음 구멍의 벽을 금속화하여 전기를 전도합니다.
펀처에 알루미늄 층을 놓고 그 위에 PCB를 놓습니다. 드릴링은 상대적으로 느린 과정이기 때문에 효율성을 높이기 위해 PCB의 레이어 수에 따라 1-3개의 동일한 보드를 서로 쌓아 구멍을 뚫습니다. 마지막으로 맨 위 PCB를 알루미늄 층으로 덮습니다. 상부 및 하부 알루미늄 판은 드릴링 시 PCB의 동박이 찢어지는 것을 방지하는 데 사용됩니다.
다음으로 컴퓨터에서 올바른 드릴링 프로그램을 선택하기만 하면 나머지는 드릴링 머신에서 자동으로 수행됩니다. 드릴 비트는 공기압에 의해 구동되며 최대 속도는 150,000rpm에 도달할 수 있습니다. 이러한 빠른 속도는 구멍 벽의 평탄도를 보장하기에 충분하기 때문입니다.
드릴 비트 교체도 프로그램에 따라 기계에 의해 자동으로 수행됩니다. 가장 작은 드릴 비트는 직경이 100미크론에 달할 수 있는 반면 사람의 머리카락 직경은 150미크론입니다.
이전 공정에서는 용융된 에폭시가 PCB에서 압출되었기 때문에 절단해야 했습니다. 여기서 복사 밀링 머신은 올바른 XY 좌표에 따라 PCB의 주변을 절단합니다.
7 단계. 구멍에 구리 화학 침전물
거의 모든 PCB 설계는 관통 구멍을 사용하여 서로 다른 레이어의 라인을 연결하기 때문에 좋은 연결을 위해서는 구멍 벽에 25미크론 구리 필름이 필요합니다. 구리 필름의 두께는 전기 도금을 통해 달성해야 하지만 구멍의 벽은 비전도성 에폭시 수지와 유리 섬유 보드로 구성됩니다. 따라서 첫 번째 단계는 구멍 벽에 전도성 재료 층을 증착하여 화학 증착을 통해 전체 PCB 표면에 1미크론 구리 필름을 형성하는 것입니다. 화학 처리, 청소 등의 전체 과정은 기계에 의해 제어됩니다.
다음으로 PCB의 외부 레이어를 동박으로 옮깁니다. 이 과정은 이전 PCB 내부 코어 보드의 전송 원리와 유사합니다. PCB 레이아웃은 사진 인쇄 필름과 감광 필름을 통해 동박으로 전사됩니다. 유일한 차이점은 포지티브가 보드로 사용된다는 것입니다.
위에서 설명한 내부 PCB 레이아웃의 전송은 뺄셈을 사용하며 음극을 보드로 사용합니다. PCB는 경화된 감광막을 회로로 덮고 경화되지 않은 필름을 청소합니다. 노출된 동박을 식각한 후 PCB 레이아웃 회로는 경화된 필름으로 보호됩니다. 외층 PCB 레이아웃의 전송은 일반 방법을 채택하고 양극 필름은 보드입니다. 비회로 영역은 PCB에서 경화된 감광성 필름으로 덮여 있습니다. 경화되지 않은 필름을 세척한 후 전기 도금을 수행합니다. 필름이 있는 곳은 전기도금할 수 없고, 필름이 없는 곳은 구리를 도금한 후 주석 도금합니다. 필름을 제거한 후 알칼리성 에칭을 수행하고 최종적으로 주석을 제거합니다.
동박 양면에 있는 깨끗한 PCB를 라미네이터에 넣고 동박에 감광성 금형을 누릅니다.
인쇄된 상부 및 하부 PCB 레이아웃 필름은 구멍을 통해 고정되고 PCB 보드는 중간에 배치됩니다. 그런 다음 광 투과막 아래의 감광막은 예약해야 할 회로인 UV 램프의 조사에 의해 경화됩니다.
원치 않는 감광성 필름을 청소한 후 PCB 보드를 검사합니다.
PCB는 클립으로 고정되고 구리 도금됩니다. 앞서 언급했듯이 구멍의 충분한 전도성을 보장하기 위해 구멍 벽에 도금된 구리 필름의 두께는 25미크론이어야 하므로 전체 시스템은 컴퓨터에 의해 자동으로 제어되어 정확성을 보장합니다.
구리 필름을 전기 도금한 후 컴퓨터는 얇은 주석 층을 전기 도금하라는 지시를 내립니다. 그런 다음 구리 및 주석 도금의 두께가 올바른지 확인하십시오.
다음으로, 완전한 자동 어셈블리 라인이 에칭 프로세스를 완료합니다. 그런 다음 PCB의 경화된 감광성 필름을 청소합니다.
그런 다음 강알칼리를 사용하여 덮고 있는 원치 않는 동박을 청소합니다.
마지막으로 주석 박리액으로 PCB 레이아웃의 동박에 주석 도금 층을 벗겨냅니다. 청소 후 4층 PCB 레이아웃이 완성됩니다.
